水利水电工程师知识点：建筑材料的应用

一、筑坝用土石料

主要包括土坝(体)壳用土石料、防渗体用土石料、排水设施和砌石护坡用石料。

(一)土坝(体)壳用土石料

最常用于均质土坝的土料是砂质黏土和壤土，要求其应具有一定的抗渗性和强度，其渗透系数不宜大于1×10-4cm/s;粘料含量一般为10%～30%;有机质含量(按重量计)不大于5%;易溶盐含量小于5%。

心墙坝和斜墙坝多用粒径级配较好的中砂、粗砂、砾石、卵石及其他透水性较高、抗剪强度参数较大的混合料。

(二)防渗体用土石料

一般采用黏土、砂壤土、壤土、黏质土等材料。

(三)排水设施和砌石护坡用石料

可采用块石，其饱和抗压强度不小于40～50MPa，岩石孔隙率不大于3%，吸水率(按孔隙体积比计算)不大于0.8，重度应大于22kN/m3。也可采用碎石、卵石，不宜使用风化岩石。

(四)土工合成材料的应用

根据《土工合成材料应用技术规范》(GB

50290-98)规定，土工合成材料包括土工膜、土工织物、土工复合材料及土工特殊材料四大类。在水利水电工程中的应用包括：

1.防渗。利用土工膜或复合土工膜防渗性强的特点，进行土坝、堤防、池塘等工程的防渗。

2.反滤、排水。利用土工布透水性好、孔隙小的特点，作为土石坝、水闸、堤防、挡土墙等工程的排水和反滤体。

3.护岸护底工程。利用土工布做成软体排铺设在防冲的边坡上，防止水流冲刷渠道和海岸等上岸坡。

4.防汛抢险方面。利用填满土石料的土工编织袋，快速加高加固堤坝，在迎水面上利用土工布制成的软体卷材快速铺设，及时堵住渗漏通道，有效控制管涌、流土，防止渗透破坏。

二、建筑石材

岩石按形成条件的不同，分为火成岩(岩浆岩)、水成岩(沉积岩)及变质岩三大类。水工建筑物对石料的要求是有较好的耐水性、抗冻性、耐久性。

(一)火成岩

1.花岗岩：具有较高的抗冻性，凿平、磨光性也较好。多用于基础、桥墩、堤坝、拱石、路面、海港结构和基座等。

2.闪长岩：吸水低，韧性高，耐久性胜过花岗岩。

3.辉长岩：具有很高韧性及抗风化性，是良好的水工建筑石料。

4.辉绿岩：多用于桥墩、基础、路面及石灰、粉刷材料、原料等。

5.玄武岩：主要用作筑路材料、堤岸的护坡材料等。

(二)水成岩

1.石灰岩：致密的石灰岩加工成板状，可用来砌墙、堤坝护坡，碎石可用来作混凝土骨料等。但由于它易溶于含有游离CO2较多的水中，因此当用于水工建筑物时，应考虑它的抗水性及耐冻性。

2.砂岩：多用于基础、衬面和人行道等，但黏土砂岩遇水软化，不能用于水中建筑物。

(三)变质岩

1.片麻岩：用途与花岗岩基本相同，但因呈片状而受到限制，可作成板材，用于渠道和堤岸衬砌等。

2.大理岩：用于地面、墙面、柱面、栏杆及电气绝缘板等。

3.石英岩：均匀致密，耐久性很高，硬度大，开采加工很困难。

三、水泥

(一)水泥的品种及主要性能

水泥是水硬性胶凝材料。常用的品种有：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥、快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥等。硅酸盐水泥密度一般为3100～3200kg/m3。在0.080mm方孔筛上的筛余量不得超过12%，比表面积为2500～3500cm2 /g。标准稠度用水量，一般在24%～30%之间。初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于12h。

(二)水泥的适应范围

1.水位变化区域的外部混凝土、溢流面受水流冲刷部位的混凝土，应优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥，避免采用火山灰质硅酸盐水泥。

2.有抗冻要求的混凝土，应优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥，并掺用加气剂或塑化剂，以提高混凝土的抗冻性。当环境水兼硫酸盐侵蚀时，应优先选用抗硫

3.大体积建筑物内部的混凝土，应优先选用矿渣硅酸盐大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等，以适应低热性的要求。

4.位于水中和地下部位的混凝土，宜采用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。

(三)水泥检验的要求

水泥应有生产厂家的出厂质量证明书，包括厂别、品种、强度等级、出厂日期、抗压强度、安定性等代表该产品质量的内容，并应补齐28d强度证明书。

有下列情况之一者，应复试并按复试结果使用：用于承重结构工程的水泥，无出厂证明者;存储超过3个月(快硬水泥超过1个月);对水泥的厂别、品种、强度等级、出厂日期、抗压强度、安定性不明或对质量有怀疑者;进口水泥。